CN106403886A - 一种测量全站仪仪器高度的三角测量法 - Google Patents

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    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/22—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length at, near, or formed by the object

Abstract

本发明公开了一种测量全站仪仪器高度的三角测量法。利用钢卷尺从测量控制点引出两条射线与全站仪视准轴延长线在空间围成一个平面三角形。用万能角度尺测量得到两条射线之间的夹角，射线长度可直接从钢卷尺读取，根据余弦定理、正弦定理、勾股定理可以计算出三角形各边长度及其对角角度，最后准确计算出全站仪仪器高度。本发明计算原理清晰，测量所需设备廉价，操作简单易懂，测量精度高于斜高测量法。且对测量地理环境无特殊要求，只要可以用钢卷尺从测点引出射线，就能顺利测得仪器高度值。钢卷尺的精度越高，本方法测得的仪器高度也就越高。

Description

一种测量全站仪仪器高度的三角测量法
技术领域
本发明属于工程测量学及工程运用技术领域，特别涉及一种测量全站仪仪器高度的三角测量法。
背景技术
三角高程测量中使用的全站仪，仪器外壁上标注有一条横线，该横线与仪器度盘中心水平，仪器高的测量大多是直接用卷尺测量控制点到仪器上标注横线的斜距，然后在根据经验和全站仪体积大小扣除一定数值（约1.5～2.0cm）而得到。此方法操作简单，运用广泛，然而测量误差大，且斜高测量过程人为影响因素较大。部分新型全站仪可以利用自身引进的远程水准，从而可以自动计算出仪器高度。该方法精度较高，但仪器价格昂贵，工程中大范围推广成本高。当前仍然没有一种操作简单而又成本低廉的全站仪仪器高度测量方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量全站仪仪器高度的三角测量法，以克服上述背景技术中提出的问题。
具体步骤为：
(1)按照工程测量规范规定在测量控制点架设好全站仪并对中调平。
(2)用钢卷尺从测量控制点引出两条射线与全站仪的视准轴延长线相交于不同两点，用万能角度尺测量得到两条射线之间的夹角。
(3)两条射线与全站仪的视准轴延长线在空间围成一个平面三角形，由于射线长度能够直接从钢卷尺读取，根据余弦定理、正弦定理能够计算出三角形各边长度及其对角角度。
(4)在全站仪的垂线、视准轴延长线、钢卷尺引出射线围成的直角三角形中，利用勾股定理能够准确计算出全站仪的仪器高度；因为从测量控制点引出两条射线，故而能够计算出全站仪的两个高度值，取其平均值为全站仪仪器高度。
(5)为进一步提高测量精度，重复步骤(2)~(4)，能够得到多组全站仪仪器高度数值，取其平均值即为全站仪仪器高度。
本发明计算原理清晰，测量所需设备廉价，操作简单易懂，测量精度高于斜高测量法。且对测量地理环境无特殊要求，只要可以用钢卷尺从测点引出射线，就能顺利测得仪器高度值。钢卷尺的精度越高，本方法测得的仪器高度也就越高。
附图说明
图1为本发明实施例中的测量计算示意图。
图中标记：A-射线与视准轴延长线交点；B-射线与视准轴延长线交点；C-测量控制点；D-仪器中心点；E-全站仪；F-脚架；a-三角形边CB的长度；b-三角形边CA的长度；c-三角形边AB的长度；CD-仪器高度。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：
本实施例主要使用工具为钢卷尺、万能角度尺。万能角度尺量程为外角0°~320°，内角40°~130°，精度为2ˊ；钢卷尺量程为2m，精度高于0.5mm。
具体步骤为：
(1)根据图1所示，将全站仪架设在测量控制点C上，其安装及对中调平过程严格遵守工程测量规范的规定执行。
(2)保持全站仪视准轴处于水平，从测量控制点C用钢卷尺引出射线与全站仪视准轴延长线交于点A，保持CA不动，再从测量控制点C引出射线与全站仪视准轴延长线交于点B，保持CA、CB不动，用万能角度尺测量∠C的角度值。读取CA长度值记为b。读取CB长度值记为a。
(3)全站仪的视准轴延长线与CA、CB在空间构成了平面三角形ABC，读取边CA的长度值记为b，读取边CB的长度值记为a，边AB的长度值记为c，根据余弦定理可计算出边AB长度c2=a2+b2-2ab·cos C，再根据正弦定理计算得出∠B的角度值Sin B=(b·Sin C)/c ，同理计算出∠BAC的角度值，进而计算∠CAD的角度值A。
(4)在全站仪中心点D与B、C点构成的直角三角形BDC和D、A、C构成的直角三角形ADC中，CD即为全站仪仪器高度h。有勾股定理可知，h1=a·Sin B ，h2=b·Sin A 。取h1、h2的平均值为全站仪仪器高度值h。
(5)为进一步提高测量精度，重复步骤(2)~(4)，够得到多组全站仪仪器高度数值h，取其平均值即为全站仪仪器高度。

Claims (1)

1.一种测量全站仪仪器高度的三角测量法，其特征在于具体步骤为：
(1)按照工程测量规范规定在测量控制点架设好全站仪并对中调平；
(2)用钢卷尺从测量控制点引出两条射线与全站仪的视准轴延长线相交于不同两点，用万能角度尺测量得到两条射线之间的夹角；
(3)两条射线与全站仪的视准轴延长线在空间围成一个平面三角形，由于射线长度能够直接从钢卷尺读取，根据余弦定理、正弦定理能够计算出三角形各边长度及其对角角度；
(4)在全站仪的垂线、视准轴延长线、钢卷尺引出射线围成的直角三角形中，利用勾股定理能够准确计算出全站仪的仪器高度；因为从测量控制点引出两条射线，故而能够计算出全站仪的两个高度值，取其平均值为全站仪仪器高度；
(5)为进一步提高测量精度，重复步骤(2)~(4)，能够得到多组全站仪仪器高度数值，取其平均值即为全站仪仪器高度。
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